动物衰老模型 中国实验动物信息网 2020-07-23 1412

　　模拟人类衰老：理想情况下，所有与人类有关的生物医学研究都应在人类中进行，但是由于许多伦理和技术方面的考虑，这显然是不现实的。因此，有必要在非人类系统中对人类衰老过程进行动物造模。许多操作都可以在没有动物的情况下进行，包括使用计算机模型和体外系统。这些系统虽然经常有用，但无法复制衰老的复杂和多方面的生理功能。尽管使用许多不同的非人类模型（酵母，round虫，果蝇，大鼠等）来研究衰老过程，但鼠标通常是*佳模型。非人类灵长类动物衰老研究模型：啮齿动物模型具有明显的优势，但是啮齿动物和人类之间在衰老过程中的根本差异将啮齿动物的发现直接转化为人类..另一方面，非人类灵长类动物是基础研究与临床应用之间的重要纽带。非人类灵长类动物研究的发现是由于其高度转化为人类健康问题。非人类的灵长类动物是理想的翻译模型，因为它们与人类的遗传，生理和行为特征惊人地相似。对非人类灵长类动物的研究在啮齿动物和人类研究的极限之间提供了极好的折衷方案。但是，很少有研究使用非人类灵长类动物衰老模型。这可能是由于模型所面临的挑战，例如，老年动物的供应有限，需要特殊护理，使用成本高昂以及潜在的道德问题。可能。尽管可以使用几种不同类型的灵长类动物来模拟人类衰老，但从历史上看，对旧世界的猴子，尤其是恒河猴进行了*深入的研究。*近，在衰老研究中，对使用新的小灵长类动物，普通猴子的兴趣日益浓厚。以下重点介绍恒河猴和mar猴。\r\nRhesus猴子的肌肉骨骼老化：脆弱性是一种脆弱且不健康的状况，会增加残疾，跌倒，住院和死亡的风险。衰弱的患病率随年龄增长而增加。随着年龄的增长，肌肉骨骼系统的退化会导致身体虚弱。恒河猴在衰老过程中会导致肌肉和骨骼流失。它是一种非常常见的人类疾病，对于模拟人类肌肉骨骼系统中与年龄相关的变化非常有用。\r\n肌肉萎缩症：肌肉萎缩症是指随着年龄增长而起作用的骨骼肌数量的减少。随着年龄的增长，肌肉消瘦变得更加普遍，并与肌肉无力，残疾，跌倒，骨折以及发病率和死亡率增加有关。恒河猴是人类肌肉消瘦的*好模型。与啮齿动物不同，啮齿动物在以后的生活中会经历明显的肌肉萎缩。

　　恒河猴肌肉萎缩的动力学与人类一致，并在中年逐渐发展并消失。减少的肌纤维横截面积显着导致肌肉浪费，并且随着年龄的增长，线粒体DNA缺失突变导致线粒体酶异常肌纤维增加。此外，与啮齿动物相比，骨骼肌占灵长类动物总重量的比例更高，并且消耗更多的能量。\r\n骨质疏松症：骨质疏松症是全球主要的健康和经济问题。骨质疏松症的特征是骨量减少，骨组织退化，骨结构破坏和骨强度丧失，所有这些都会增加骨折的风险。经常使用小鼠，但它们不是人类骨质疏松症的理想模型。人的皮质骨反映了整个生命的不断重塑。小鼠皮质骨很少经历Haversian重塑。皮质主要由环形薄片组成，这些环形薄片随着骨头的生长在外表面形成。

　　与人类不同，小鼠的性成熟后骨骼的获取和骨骼的纵向生长仍在继续。在许多菌株中，骨骼生长会持续老化。此外，小鼠没有经历真正的更年期。尽管他们可能在10个月大时经历不规则的周期，但雌激素水平保持不变，但是子宫重量（功能性雌激素暴露的指标）在老年之前一直保持正常。同样，雄性小鼠随着年龄增长会保持睾丸激素水平。另一方面，恒河猴和其他较大的猴子是人类骨质疏松症的优秀模型，因为它们具有类似的生殖内分泌系统，会影响骨骼的重塑和皮质骨的骨代谢。在大约10年的峰值骨量之后，恒河猴通过自然或通过手术诱发的雌激素消耗，随着年龄的增长可靠地增加了骨再生和骨质流失。这并不奇怪，因为它们在月经周期，自然更年期的发展以及松质和皮质骨的骨骼重塑中与人类非常相似。\r\n骨关节炎：骨关节炎在世界上任何类型的关节炎中发病率*高，是慢性疼痛疾病的主要原因。非人类的灵长类动物（例如恒河猴）为研究自然发生的骨关节炎提供了特殊情况。猴子的绝经：绝经可以定义为衰老过程的自然结果，在衰老过程中，女性逐渐失去生育能力。这种生育能力的丧失包括完全停止排卵和月经，以及下丘脑-垂体-卵巢轴功能和结构的改变。在模型物种中研究更年期疾病的重要性不可低估。不仅有与绝经直接相关的不良影响，而且与绝经期相关的激素环境变化也增加了与年龄有关的疾病和状况的风险，包括肌肉骨骼和心血管疾病。我的意思是。 ..在全球范围内，*近确定绝经与血液的表观遗传衰老之间存在正相关。绝经后的恒河猴模仿人类生理。与其他非人类灵长类动物相比，鉴于恒河猴在生物医学研究中的广泛应用，该繁殖和衰老物种具有更全面的特征。\r\n耶稣热量限制（CR）：衰老研究中的主要挑战是衰老过程本身的生物复杂性。八十多年前，它被证明以一种看似简单的减少热量摄入的方式来减缓啮齿动物的衰老和与年龄有关的疾病的发作。从那以后，营养不良的持续减少和热量摄入的减少已被证明能够延缓各种物种的衰老，并且是对实验室大鼠*有效，*持久的干预措施。 ..这是唯一可以扩展的环境干预措施。延迟*大寿命和生物老化。恒河猴是肌肉骨骼衰老的好模型。长期以来，骨骼和肌肉健康一直是卡路里限制（CR）的关注点。据报道，短期（一年）CR可能会降低人类和非人类灵长类动物模型的体育活动和代谢率。长期CR可能会降低基础代谢率，但可以保持较高的体力活动和较低的运动代谢成本。附着于CR的动物在生物学上比正常喂养的动物年轻。\r\n新世界猴的衰老模型：在新世界猴中，普通mar猴是*有前途的衰老研究。与猕猴相似，普通mar猴与人类基因组共有大约93％的序列同源性，从而引起类似的人类相关疾病和病症，例如糖尿病，心血管疾病和癌症。 mos猴子被认为是神经科学，传染病，行为研究，肥胖症和生殖生物学的模型。研究人员正在积极寻求新技术（例如CRISPR）来创建针对疾病的基因工程mar猴。这使mar猴成为神经退行性疾病（如帕金森氏病）特别有吸引力的模型。与恒河猴相比，三月猴的主要好处之一是寿命短，寿命快。缩短时间过程可以减少在老化研究过程中无法控制研究变量（包括设备和人员可用性）的风险。猴猴模型的第二个主要优点是其高繁殖力和凋落物介导的造血嵌合体。这种嵌合体具有几个潜在的优势，包括限制对照组和实验组之间变异的能力，以及研究早期环境对后期结果的影响的机会。其他优点比猴子小，通常更易于操作和维护，并且移动空间较小。与恒河猴不同，mar猴没有特别关注的人畜共患病。\r\n Marmoset的一般神经退行性疾病模型：Marmosets很小，类似于人脑，其行为包括帕金森氏病，阿尔茨海默氏病，手术和诊断成像技术（包括严峻的疾病，亨廷顿病）。已证实的疾病，是各种神经退行性疾病（例如硬化症）的流行病学模型。这些相似之处包括在衰老之前发生的与年龄相关的神经发生减少的证据。苔藓猴作为帕金森氏病的神经毒素诱导模型特别有用，*近已开发出帕金森氏病的遗传模型。\r\n Marmoset老化干预措施：大量证据证实，维持细胞蛋白质平衡是确保寿命的关键过程之一。人们越来越意识到雷帕霉素（mTOR）机制靶标在控制该过程中的作用。雷帕霉素（雷帕霉素）是一种mTOR抑制剂，用于移植后的人体免疫抑制治疗。雷帕霉素*初被证明可以延长酵母细胞的寿命，后来被证明对线虫，果蝇，小鼠和人类细胞的寿命具有有益的作用。我们还发现，雷帕霉素治疗的老年小鼠也可以延长寿命。目前正在研究猴子以确定雷帕霉素对非人类灵长类动物寿命的影响。进一步的研究表明，雷帕霉素可诱导猴子组织特异性上调某些调节蛋白质稳态的成分。这些研究表明，mar猴是研究长期衰老干预措施的绝佳模型。\r\n结论：关于衰老的大多数研究都集中在非灵长类动物上。尽管对本研究非常有价值，但非人类灵长类动物提供了可管理的模型组合，这些模型非常接近人类的解剖结构，生理和行为，并且它们的发育和年龄与人类相似。

　　理想情况下，在模拟人类状况中存在的衰老环境的衰老模型中研究与衰老相关的疾病和状况。研究方法和资源的进一步发展将改善猴子衰老模型的实用性，并充分实现转基因mar猴的价值。\r\nhuman模拟人类衰老：理想情况下，所有与人类有关的生物医学研究都应在人类中进行，但这显然是出于许多伦理和技术方面的考虑。不切实际。因此，有必要在非人类系统中对人类衰老过程进行建模。许多操作可以在没有动物的情况下进行，例如使用计算机模型或体外系统。这些系统虽然经常有用，但无法复制衰老的复杂和多方面的生理功能。尽管使用了许多不同的非人类模型来研究衰老过程（例如酵母，round虫，果蝇，大鼠），但小鼠通常是首选模型。非人类灵长类动物衰老研究模型：啮齿动物模型具有一些明显的优势，但是啮齿动物和人类之间在衰老过程中的根本差异将啮齿动物的发现直接转化为人类。为了防止被另一方面，非人类灵长类动物是基础研究与临床应用之间的重要纽带。非人类灵长类动物研究的发现是由于其高度转化为人类健康问题。非人类的灵长类动物是理想的翻译模型，因为它们与人类的遗传，生理和行为特征惊人地相似。非人类灵长类动物的研究在啮齿动物和人类研究的局限性之间提供了极好的折衷。但是，很少有研究使用非人类灵长类动物的衰老模型。这可能是由于该模型面临的挑战，例如，老年动物的供应有限，需要专门护理，其使用成本高昂以及潜在的道德问题。有可能。有几种不同类型的灵长类动物可用来模拟人类衰老，但历史上对旧大陆的猴子，尤其是恒河猴进行了*多的研究。*近，人们对在老化研究中使用新的小灵长类，普通，猴的兴趣日益浓厚。以下重点介绍恒河猴和mar猴。

　　恒河猴肌肉骨骼老化：脆弱性是一种脆弱的不良健康状况，会增加残疾，跌倒，住院和死亡的风险。衰弱的患病率随年龄增长而增加。随着年龄的增长，肌肉骨骼系统的退化会导致身体虚弱。恒河猴在衰老过程中会导致肌肉损失和骨骼损失，这使它成为人类非常普遍的疾病，这对于模拟人类肌肉骨骼系统中与年龄相关的变化非常有用。

　　肌肉萎缩：肌肉萎缩是骨骼肌质量和功能随着年龄的增长而丧失。随着年龄的增长，肌肉消瘦变得越来越普遍，并且与肌肉无力，残疾，跌倒和骨折以及发病率和死亡率增加有关。恒河猴是人类肌肉消瘦的*好模型。与啮齿动物不同，啮齿动物在晚年会经历明显的肌肉萎缩。恒河猴肌肉萎缩的动力学与人类一致，在中年发展并逐渐消失。肌纤维截面积的减少显着引起肌肉萎缩，并且随着年龄的增长，线粒体DNA缺失突变导致线粒体酶异常肌纤维增加。此外，与啮齿动物相比，骨骼肌在灵长类动物总体重中所占的比例更高，并且是巨大的能量消耗者。

　　骨质疏松症：骨质疏松症是世界范围内的主要健康和经济问题。骨质疏松症的特征是骨量减少，骨组织退化，骨结构破坏和骨强度丧失，所有这些都会增加骨折的风险。经常使用小鼠，但它们不是人类骨质疏松症的理想模型。人的皮质骨反映了整个生命的不断重塑。小鼠皮质骨很少经历Haversian重塑。皮质主要由随着骨骼生长而在外表面上形成的环形薄片组成。与人类不同，小鼠的性成熟后骨骼的获取和骨骼的纵向生长仍在继续。在许多菌株中，骨骼生长一直持续到老年。而且，小鼠没有经历真正的更年期。尽管他们可能在10个月大时经历不规则的周期，但雌激素水平保持不变，而子宫重量（功能性雌激素暴露的指标）一直保持正常，直至老年。同样，雄性小鼠随着年龄增长会保持睾丸激素水平。另一方面，恒河猴和其他旧世猴是人类骨质疏松症的优秀模型，因为它们具有类似的生殖内分泌系统，这些系统会影响骨骼重塑和皮质骨的骨代谢。在大约10年的峰值骨量之后，恒河猴会随着年龄的增长而自然地或通过手术诱发雌激素的消耗而可靠地增加骨骼的再生和骨骼的损失。这并不奇怪，因为它们在月经周期，自然更年期的发展以及松质和皮质骨的骨重塑过程中与人类极为相似。

　　骨关节炎：骨关节炎在世界上任何类型的关节炎中发病率*高，是慢性疼痛性疾病的主要原因。非人类的灵长类动物（例如恒河猴）为研究自然发生的骨关节炎提供了特殊情况。 猴猴绝经：绝经可以定义为人类女性逐渐失去生育能力的衰老过程的自然结果。这种生育能力的丧失包括排卵和月经的完全停止，以及下丘脑-垂体-卵巢轴的功能和结构的改变。在模型物种中研究更年期疾病的重要性不可低估。不仅有与绝经直接相关的不良影响，而且与绝经状态有关的激素环境变化也意味着与年龄有关的疾病和病症（包括肌肉骨骼和心血管疾病）的风险增加。 ..在全球范围内，*近已确定更年期与血液的表观遗传衰老之间存在正相关。恒河猴经历了更年期，并模仿了人类的生理状况。鉴于恒河猴在生物医学研究中的广泛应用，与其他非人类灵长类动物相比，这种生殖衰老物种具有更全面的特征。

　　hesus卡路里限制（CR）：衰老研究中的主要挑战来自衰老过程本身的生物学复杂性。八十多年前，它被证明以一种看似简单的减少热量摄入的方式减缓了啮齿动物衰老和与年龄有关的疾病的发展。从那时起，持续减少热量摄入而没有营养不良已被证明是*有效和持久的干预措施，可以延迟不同物种的衰老，并且对实验大鼠有效。并且是唯一可以扩展的环境干预措施。延迟*大寿命和生物老化。恒河猴是肌肉骨骼衰老的好模型。长期以来，骨骼和肌肉健康一直是卡路里限制（CR）的关注点。据报道，短期（\u003c1年）CR可降低人类和非人类灵长类动物模型的体育活动和代谢率。长期CR可降低基础代谢率，但可保持较高的体力活动和较低的运动代谢成本。依附CR的动物在生物学上比正常喂养的动物年轻。

　　新世界猴的衰老模型：在新世界猴中，普通mar猴是*有前途的衰老研究。与恒河猴相似，普通mar猴与人类基因组共有约93％的序列同源性，并引起类似的人类相关疾病和病症，例如糖尿病，心血管疾病和癌症。 mos猴是神经科学，传染病，行为研究，肥胖症和生殖生物学的公认模型。研究人员正在积极寻求新技术（例如CRISPR）来创建针对疾病的基因工程mar猴。这使mar猴成为神经退行性疾病（如帕金森氏病）特别有吸引力的模型。 mar猴比恒河猴的主要优势之一是它们的寿命短和寿命快。通过减少时间过程，您可以减少在老化研究期间无法控制研究变量（包括设备和人员可用性）的风险。 mo猴模型的第二个主要优点是其高生育力和凋落物介导的造血嵌合体。这种嵌合体具有几个潜在的优势，包括限制对照组和实验组之间变异的能力，以及研究早期环境对晚期生命结局的影响的机会。其他优点是它们比猕猴更小，通常更易于处理和维护，并且移动空间较小。与恒河猴不同，mar猴没有人为特别关注的人畜共患病。

　　Marmoset的一般神经退行性疾病模型：Marmosset很小，类似于人的大脑，并具有帕金森氏病，阿尔茨海默氏病，外科手术和成像技术等行之有效的行为，包括Harsh病，Huntington病，多种神经退行性疾病（例如硬化症）的流行病学模型。这些相似之处包括在衰老之前发生的与年龄相关的神经发生减少的证据。 mos猴作为帕金森氏病的神经毒素诱导模型特别有用，*近开发了帕金森氏病的遗传模型。

　　Marmoset的衰老干预：大量证据支持维持细胞蛋白质平衡是确保寿命的关键过程之一。人们越来越意识到雷帕霉素（mTOR）机制靶标在控制该过程中的作用。雷帕霉素（Rapamycin）是一种mTOR抑制剂，用于移植后的人体免疫抑制治疗。雷帕霉素*初被证明可以延长酵母细胞的寿命，后来被证明对线虫，果蝇，小鼠和人类细胞的寿命具有有益的作用。我们还发现，雷帕霉素治疗的老年小鼠也可以延长寿命。目前正在研究猴，以确定雷帕霉素对非人类灵长类动物寿命的影响。进一步的研究表明，雷帕霉素诱导mar猴组织特异性上调某些调节蛋白质稳态的成分。这些研究表明，mar猴是研究长期衰老干预措施的优秀模型。

　　结论：大多数衰老研究都集中在非灵长类动物上。尽管对于这项工作非常有价值，但非人类灵长类动物提供了可管理的模型组合，这些模型非常接近人类的解剖结构，生理和行为，并且它们的发育和年龄与人类相似。理想情况下，在模拟人类状况中存在的衰老环境的衰老模型中研究与年龄有关的疾病和状况。研究方法和资源的进一步发展将提高the猴衰老模型的实用性，并充分实现转基因mar猴的价值。